齊齊哈爾城區(qū)地下水動態(tài)監(jiān)測綜述

王翠翠

(齊齊哈爾市水資源中心，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

0 引 言

掌握地下水變化規(guī)律，意義在于全面、準確、科學地反映齊齊哈爾地區(qū)地下水狀況及其發(fā)展趨勢，為合理有效地開發(fā)利用地下水，必須掌握地下水動態(tài)，加強地下水監(jiān)測工作，從而摸清其資源動態(tài)，掌握、控制和預報其變化規(guī)律，監(jiān)測其發(fā)展趨勢，制定相應對策，為以后更合理開發(fā)利用保護地下水資源，科學合理地控制、規(guī)范地下水開采，不斷改善和保護生態(tài)環(huán)境，科學配置水資源決策提供依據(jù)，對保障用水安全以及生態(tài)安全具有十分重要的意義。

1 工作完成情況

多年以來，齊齊哈爾市水資源管理處在齊齊哈爾市區(qū)開展了地下水動態(tài)監(jiān)測工作，在地下水動態(tài)研究方面，主要做了以下工作：

1)全面系統(tǒng)地搜集了區(qū)域氣象、水文、地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境污染，國民經(jīng)濟發(fā)展等方面的資料。

2)對市區(qū)內(nèi)市政水源地開采井、自備水源開采井進行了全面系統(tǒng)的調(diào)查。

3)逐年設置、完善了區(qū)域第四系潛水和承壓水的動態(tài)觀測網(wǎng)點，對水位、水質(zhì)等要素進行了觀測；對區(qū)域地下水動態(tài)監(jiān)測點進行了高程和位置測量。

在工作中，主要采用了地下水動態(tài)監(jiān)測、水質(zhì)分析、監(jiān)測點位置高程測量、水源井調(diào)查等手段，布設了第四系地下水監(jiān)測點，主要選用民井、生產(chǎn)井和農(nóng)灌井進行地下水動態(tài)監(jiān)測，地下水動態(tài)監(jiān)測項目主要為水位與水質(zhì)的長期監(jiān)測，水位觀測采取專業(yè)與群眾相結(jié)合的方式，群眾每月觀測六次，水資源管理處專業(yè)人員定期進行質(zhì)量檢查，并在每年的枯、豐水期進行統(tǒng)一觀測。水質(zhì)監(jiān)測為枯、豐水期各取樣一次進行分析，對水樣的采取、保存和送檢等均按GB12998和GB12999標準，樣品的檢驗方法，按國家標準《生活飲用水標準檢驗方法》執(zhí)行，監(jiān)測標準按《地下水質(zhì)量標準》GB/14848—93執(zhí)行。

2014—2016年完成主監(jiān)測要工作量有：2014年布設地下水水位監(jiān)測點24個，其中水位統(tǒng)測點24個，枯水期統(tǒng)測23點次(承壓水15點、潛水8點)、豐水期統(tǒng)測23點次(承壓水15點、潛水8點)，水位連續(xù)監(jiān)測點21個(承壓水14點、潛水7點)；水質(zhì)監(jiān)測點22個，枯水期取水樣13套(均為承壓水)、豐水期21套(承壓水13個、潛水8個)。2015年布設地下水水位監(jiān)測點31個，其中水位統(tǒng)測點31個，枯水期統(tǒng)測22點次(承壓水14點、潛水8點)、豐水期統(tǒng)測29點次(承壓水13點、潛水16點)，水位連續(xù)監(jiān)測點21個(承壓水14點、潛水7點)；水質(zhì)監(jiān)測點22點，枯水期取水樣13套(均為承壓水)、豐水期21套(承壓水13個、潛水8個)。2016年布設地下水水位監(jiān)測點29個，其中水位統(tǒng)測點29個，枯水期統(tǒng)測29個(承壓水14點、潛水15點)、豐水期測27點(承壓水13點、潛水14點)，水位連續(xù)監(jiān)測點18個(承壓水11點、潛水7點)；水質(zhì)監(jiān)測點14點，枯水期取水樣13個(均為承壓水)、豐水期13個(均為承壓水)。

2 地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

齊齊哈爾市位于松嫩平原西部，地勢由北西向南東緩緩降低，海拔141-167m，地形呈緩波狀起伏，中西部多分布有近南北及北北西向壟狀沙丘。

區(qū)內(nèi)地貌按成因類型分為流水地貌與湖成地貌，按成因形態(tài)分為沖積—洪積傾斜低平原、沖積河谷平原、沖積—湖積低平原。中心城區(qū)主要為沖積—湖積阜崗狀、波狀低平原及沖積河谷平原高、低漫灘地貌景觀。

2.2 地質(zhì)概況

工作區(qū)位于小興安嶺——松嫩地塊之松嫩中斷(坳)陷帶的西部斷階區(qū)。區(qū)內(nèi)自中生代以來強烈下陷，從而接受了厚層的白堊系和古近系、新近系陸相碎屑物的堆積。到第四紀，受新構(gòu)造運動的影響，大小興安繼續(xù)隆起，山前高平原也隨之上升，低平原相對下降，在白堊系、古近系、新近系之上，又沉積了巨厚的第四系河湖相松散堆積物，其厚度由北西向南東逐漸增厚，本區(qū)是沉積厚度較大的地區(qū)，據(jù)扎龍屯(QH63)鉆孔揭露，第四系厚度達206.57m。區(qū)內(nèi)前第四系地層未出露，第四系地層下部為新近系大安組地層。

區(qū)內(nèi)前第四紀地層包括：白堊系上統(tǒng)嫩江組、明水組；古近系始—漸新統(tǒng)依安組、新近系中—上新統(tǒng)大安組。第四紀地層包括：下更新統(tǒng)泰康組、中更新統(tǒng)林甸組、上更新統(tǒng)齊齊哈爾組、雅魯河組、大興屯組；全新統(tǒng)中下部湖積層、沖湖積層、中下部沖積層；上部湖沼沉積層、上部沖積層、上部風積層。

2.3 地下水資源概況

1)地下水類型和分布。地下水的賦存條件及分布規(guī)律受地貌、地層巖性、氣象水文等條件的控制和影響。區(qū)內(nèi)第四系松散堆積物沉積厚度大，含水層巖性以中粗砂、砂、砂礫石為主，顆粒粗、孔隙發(fā)育，為地下水的賦存提供了良好的空間，按埋藏條件和水力特征，將區(qū)內(nèi)第四系地下水劃分為第四系孔隙潛水、第四系孔隙承壓水兩個含水巖組。

第四系孔隙承壓水含水層巖性以粗砂、中砂為主，次為圓礫。厚度大，一般111.6-117m，最小101m，最大129.95m。較上層潛水含水層顆粒細、厚度大。含水層垂向變化規(guī)律大體為：上部顆粒粗，中下部顆粒細，上部巖性以圓礫、粗砂為主，次為中砂、細砂等，中、下部巖性以中砂、細砂為主，圓礫、粗砂次之，廣布于全區(qū)。含水層水平方向變化規(guī)律大體為西部及東南部厚度小，中部及東北部厚度大。

孔隙承壓水含水層上覆有粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，厚度一般<7m，最大15.61m，最小不足1m，局部缺失，相變?yōu)榉弁痢⒑弁良毶暗认鄬Ω羲畬?，因此潛水和承壓水兩含水層水力?lián)系較為密切。含水層頂板埋深一般40-70m。底板埋深100-150m，底板為新近系依安組泥巖，最大揭露厚度28m。承壓水頭高度26.68-69.01m，水頭埋深一般1.88-11.66m。該含水層賦存條件好，厚度大，富水性強，水量豐富，補給來源較充足，水質(zhì)好，且埋深淺，水頭高，較易開采利用，具有較長的開采歷史和較高的開發(fā)利用價值，是齊齊哈爾市城區(qū)工業(yè)及居民生活用水水源地。

據(jù)鉆孔抽水試驗資料，富水性按219mm口徑，第四系潛水降深5m、承壓水降深15m時單井換算水量劃分為>3000m3/d富水區(qū)和1000-3000m3/d較富水區(qū)兩個區(qū)。

第四系孔隙潛水單井涌水量>3000 m3/d的富水區(qū)分布在嫩江西岸地區(qū)，梅里斯—齊齊哈爾以北的低平原區(qū)與河谷漫灘區(qū)，大民屯—蘭屯以北地區(qū)及昂昂溪以西的漫灘區(qū)與局部低平原地帶，占全區(qū)面積一半以上，鉆孔單井換算水量3053.85-10604.06m3/d，個別孔<3000 m3/d。單井涌水量1000-3000 m3/d的較富水區(qū)位于分布面積小，位于嫩江東岸大民屯與昂昂溪間的河谷漫灘區(qū)，單井涌水量為1054.08-2465.42 m3/d。

第四系孔隙承壓水單井涌水量>3000 m3/d的富水區(qū)分布在西部、中部和東部絕大部分地區(qū)。單井換算水量3429.16-14309.09m3/d。單井涌水量1000-3000 m3/d，僅分布在東北部長溝、克欽湖一帶和南部大興屯局部地帶，單井換算水量1217.11-1899.46 m3/d。

2.4 地下水補給、徑流及排泄條件

1)上部潛水的補給、徑流、排泄。第四系孔隙潛水主要是大氣降水垂直滲入補給，地下側(cè)向徑流補給，地表水滲入補給等，以蒸發(fā)、側(cè)向徑流、越流、人工開采等方式排泄。

區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)包氣帶薄且不連續(xù)，地形坡度小或低洼易積水，易于接受大氣降水的垂直滲入而轉(zhuǎn)化為潛水。據(jù)齊齊哈爾市水資源管理處1990-2013 年齊市地區(qū)地下水動態(tài)監(jiān)測報告，潛水水位動態(tài)與降水量的變化相吻合，表明第四系潛水主要是受大氣降水的垂直滲入補給。

嫩江縱貫全區(qū)，河床與潛水含水層連通，互補關系密切，嫩江水位常年高于中心城區(qū)潛水位，在現(xiàn)有開采條件下，靠近中心城區(qū)的嫩江段江水補給地下水。河谷平原與碟狀低平原區(qū)的地表水淹沒滲入補給，都是地下水的補給來源。

工作區(qū)與鄰區(qū)屬同一地下水含水系統(tǒng)，地下水通過多層厚層透水性好含水層連通徑流，進行側(cè)向地下水徑流補給。

受地貌條件的控制，潛水區(qū)域流向大體與地面坡度一致，江西岸由西北流向東南，江東岸由北北東流向南南西，水力坡度小，為0.0009-0.0002，徑流較緩慢，尤以碟狀低平原徑流條件最差。

區(qū)內(nèi)大多數(shù)潛水水位埋深0-4m，且包氣帶土層易形成毛細作用，因此，蒸發(fā)是主要的排泄方式，同時側(cè)向地下徑流排泄、部分地區(qū)向下部承壓水越流排泄、枯水季節(jié)江西潛水向河流排泄及人工開采都是該區(qū)潛水重要的排泄途徑。

該區(qū)大部分地區(qū)潛水位高于承壓水位，而且隔水層薄，所以上部潛水對下部承壓水有越流補給。

2)下部承壓水的補給、徑流、排泄。下部承壓水的補給主要為上部潛水的越流補給、地下徑流補給，主要排泄方式是以側(cè)向逕流的形式向鄰區(qū)排泄，局部通過天窗越流補給上層潛水，人工開采也是其排泄的重要方式。承壓水含水層埋藏于潛水含水層之下，不能直接接受大氣降水入滲補給，其補給來源主要是上層潛水通過弱透水層或“天窗”越流補給承壓水，承壓水含水層頂板隔水層較薄，且有些地段巖性相變?yōu)榉弁痢⒒蚝弁辽暗娜醺羲畬?，局部地段有連通的“天窗”，部分地區(qū)潛水位高于承壓水位，從而構(gòu)成潛水對下部承壓水的越流補給，其次為鄰區(qū)的側(cè)向徑流補給。承壓水流向在江西岸為北北西流向南南東，江東岸為北北東流向南南西。徑流規(guī)律也是由西北部扇形地補給區(qū)向東南過渡為補給徑流區(qū)的規(guī)律。由于中心城區(qū)及富拉爾基區(qū)，對下部承壓水集中大量長期開采，成為主要排泄方式，其次是越流向上部潛水排泄及向南側(cè)鄰區(qū)側(cè)向流出[1]。

3 地下水水質(zhì)變化趨勢

對地下水動態(tài)變化特征及規(guī)律加以分析，并運用時間序列方法對地下水水位動態(tài)予以預報。對地下水動態(tài)變化的影響因素進行分析。

第四系潛水和承壓水水化學均屬中性低礦化淡水，主要水化學類型相近，陰陽離子皆以HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+為主，其主要水化學組份有隨季節(jié)的、年度的、多年的變化規(guī)律。

歷年水化學觀測資料表明，1990-2013年承壓水中的溶解性總固體、總硬度、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、總鐵檢出含量呈逐年上升趨勢，Na+和pH值呈下降趨勢；高錳酸鹽指數(shù)、NO3-、NO2-、NH4+的含量變化規(guī)律不強，但呈上升趨勢。豐、枯水期離子含量變化，Mg2+、SO42-、總硬度分區(qū)是豐水期高于枯水期，其它指標離子含量多是豐水期高于枯水期。

4 地下水質(zhì)量評價

第四系潛水質(zhì)量，對于飲用，有逐年下降趨勢；對于農(nóng)業(yè)，除極個別地點外，都適宜灌溉。第四系承壓水，基本可作生活用水；對于工業(yè)，均適宜鍋爐用水。

本次評價采用了模糊數(shù)學法將區(qū)內(nèi)第四系潛水和承壓水劃分為水質(zhì)優(yōu)良區(qū)、水質(zhì)較好區(qū)、水質(zhì)較差區(qū)、水質(zhì)極差區(qū)。潛水各級水質(zhì)分別占監(jiān)測區(qū)總面積的2.24 %、0%、65.95%、24.61%。承壓水各級水質(zhì)分別占監(jiān)測區(qū)總面積的0.19%、96.23%、0%、1.12%。承壓水各級水質(zhì)分別占監(jiān)測區(qū)總面積的0.19%、96.23%、0%、1.12%。潛水2011年與1998年相比，承壓水2011年與1990年相比，水質(zhì)總體向變差的方向發(fā)展。潛水質(zhì)量較差—極差區(qū)分布面積大，主要分布在榆樹屯、邊屯、建華區(qū)的曙光四隊、高峰村、星光四隊、大民鎮(zhèn)、昂昂溪、大五福瑪、扎龍屯、梅里斯等地。承壓水較差—極差區(qū)分布于車輛廠、北郊變電所、富位爾基區(qū)紡織廠、北大倉酒廠、榆樹屯化工廠及昂昂溪水勘院基地。

本次評價還采用了綜合污染指數(shù)法將區(qū)內(nèi)第四系潛水和承壓水劃分為未污染區(qū)，輕污染區(qū)、中污染區(qū)和重污染區(qū)。潛水各級水質(zhì)分別占監(jiān)測區(qū)總面積的2.47 %、87.55%、8.89%、1.09%。承壓水各級水質(zhì)分別占監(jiān)測區(qū)總面積的60.08%、23.83%、15.35%、0.74%。潛水2011年與1998年相比，承壓水2011年與1990年相比，水質(zhì)污染程度總體向加深加重的方向發(fā)展。潛水中—重污染區(qū)主要分布在建華區(qū)高峰村、二家屯、向陽村、扎龍、榆樹屯、大五福瑪及顧店等地。承壓水中—重污染區(qū)主要分布于種畜場、北郊變電所、建華水廠、北大倉酒廠、富區(qū)鐵西水源等地。

第四系承壓水根據(jù)工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)標準進行評價。其結(jié)果，2011年與1990年兩期水質(zhì)對比，有些變化，北郊變電所、金鑼肉聯(lián)、啤酒廠由鍋垢少的水變?yōu)殄伖付嗟乃?，鐵鋒水廠由軟沉淀物的水變?yōu)橛渤恋砦锏乃?，北郊變電所由不起泡的水變?yōu)榘肫鹋莸乃|(zhì)相對變差。

5 地下水動態(tài)預報

運用時間序列方法對齊齊哈爾市區(qū)2014年至2016年地下水水位進行預測，共有13個符合預測條件的地下水水位監(jiān)測點(其中承壓水水位監(jiān)測點11個，潛水水位監(jiān)測點2個)，各監(jiān)測點未來5年水位枯豐水期大體保持一致，豐水期集中在8-10月，枯水期集中在3-5月。

承壓水中龍沙水廠和黑化污水站水位較低，四水源水位較高。中心城區(qū)承壓水水位監(jiān)測點除水文隊試驗場預測水位略有下降外，其他監(jiān)測點水位均為上升趨勢，富拉爾基區(qū)北鋼電爐分廠、黑化污水處理站、二三二處預測水位略有下降，三水源與四水源預測水位呈上升趨勢。潛水水位監(jiān)測點預測水位均呈上升趨勢[2]。

6 建 議

城市地下水動態(tài)研究，是城市環(huán)境水文地質(zhì)工作的重要組成部分。通過對目前地下水動態(tài)監(jiān)測現(xiàn)狀的統(tǒng)計歸納，對今后工作提出以下建議：

1)健全地下水動態(tài)觀測網(wǎng)點。地下水動態(tài)觀測網(wǎng)點是地下水觀測研究的基礎。觀測網(wǎng)點由基本觀測網(wǎng)點和專用觀測網(wǎng)點組成。前者主要是控制掌握區(qū)域性大面積的地下水動態(tài)變化規(guī)律，發(fā)展趨勢；后者則為重點研究某些專門性問題?；谫Y金及環(huán)境條件所限，以往的觀測工作幾乎全部選用開采或民用井人工觀測，受其觀測井主要用途所限及人為因素所限，所取得的觀測成果不能完全反映出地下水的動態(tài)情況。受觀測井位所限區(qū)域內(nèi)未形成較完善的地下水動態(tài)觀測網(wǎng)，今后宜專門布設監(jiān)測用的鉆孔，進行了自動化專門性觀測，減小人為誤差，全面建立健全和完善基本觀測網(wǎng)點和專門性觀測網(wǎng)點，為地下水觀測研究工作提供完善的基礎條件[3]。

2)在重點地段開展專門性的地下水動態(tài)研究。在區(qū)內(nèi)地表水體附近宜按線分別布設第四系潛水和承壓水動態(tài)監(jiān)測點，以便進一步查明地表水與地下水的補排關系、影響范圍，影響程度等。